CMOS图像传感器辐射敏感参数测试电路设计及试验验证

以航天领域广泛应用的CMV4000型CMOS图像传感器(CIS)为研究对象,通过开展CIS辐射敏感参数测试电路设计,将CIS辐照电路板与测试电路板中FPGA数据采集及传输板分离,辐照电路板与测试电路板通过接插口通信,从而实现开展辐照试验时对FPGA数据采集部分进行辐射屏蔽防护,避免FPGA数据采集板受到辐射影响。开展了CIS测试电路中的电源模块、数据采集、存储模块、外围电路等设计及PCB版图的布局布线设计。采用VerilogHDL硬件描述语言对各个功能模块进行驱动时序设计,实现CIS辐射敏感参数测试功能。通过开展CMV4000型CIS ^(60)Coγ射线辐照试验,分析了平均暗信号、暗信号非均匀性、暗信号分布等辐射敏感参数随总剂量增大的退化规律,验证了CIS辐射敏感参数测试系统的可靠性。

GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池100 MeV质子位移辐照损伤效应实验研究

GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池是当前航天器空间电源系统的核心元器件,其在空间辐射环境中遭受的辐照损伤会导致太阳电池性能参数衰降,甚至导致航天器供电系统功能失效。为获取GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池高能质子辐照损伤退化规律,以国产GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池为研究对象,通过开展100 MeV质子不同注量下的辐照实验,分析质子位移损伤诱发GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池的开路电压(V_(oc))、短路电流(I_(sc))、最大输出功率(P_(m))、光电转换效率(E_(ff))等辐射敏感参数的退化规律和损伤机理。结果表明:注量范围为1×10^(11)~2×10^(12)cm^(-2)时,V_(oc)、I_(sc)、P_(m)、E_(ff)的退化程度随辐照注量的增加而增大,当注量为2×10^(12)cm^(-2)时,P_(m)和E_(ff)归一化处理后的退化程度均为16.88%,与V_(oc)和I_(sc)相比,衰减更严重。对不同注量辐照所得V_(oc)、I_(sc)、P_(m)、E_(ff)进行拟合,获得了V_(oc)、I_(sc)、P_(m)、E_(ff)随辐照注量变化的特征曲线,根据该曲线可预估GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池不同注量下性能的衰减幅度。

光电半导体材料辐照诱发微观缺陷的演化特性研究

基于分子动力学计算方法,运用LAMMPS程序模拟了Si, GaAs, 3C-SiC三种半导体材料中辐照引起的级联碰撞过程,并分析了晶体内微观缺陷的演化特性。模拟结果表明,级联碰撞会在晶体内部形成类似离位峰的结构,大多数空位缺陷聚集在损伤区域内部,而损伤区域外围分布的主要是间隙缺陷。通过对三种材料进行缺陷簇分析,发现Si中缺陷簇数量明显多于GaAs,缺陷簇最大尺寸达到了17个原子。此外,三种材料中的Frenkel对的数量变化过程大致相同,均呈现“上升,下降,稳定”的趋势,但3C-SiC中的缺陷数量要远小于Si和GaAs,表明3C-SiC具有更好的辐射抗性,其晶体结构在受到辐照后仍能保持相对稳定。

钼掺杂γ-U(100)表面上H_(2)分子解离、H原子和O原子扩散的第一性原理研究

铀钼合金在贮存、运输等过程中,易受到小分子的表面腐蚀作用,其中影响最大的是氢蚀和氧化作用.为进一步探究该反应机理,基于密度泛函理论和过渡态计算程序,本文开展了H_(2)分子在Mo原子掺杂和Mo涂层γ-U (100)的解离吸附,H和O原子在上述表面的表面扩散、体相扩散的第一性原理研究.主要计算了H_(2)分子在上述表面解离的最小能量路径;开展了H和O原子在最稳定吸附位点间扩散的过渡态研究;分析了H和O原子体相扩散中吸附能与吸附高度的联系.研究结果表明,当H_(2)分子在顶位平行吸附后,需跨越能量势垒,诱发H—H键断裂,之后体系能量降低,两个氢原子与近邻原子成键,稳定吸附在表面的桥位,同时H_(2)在Mo涂层表面解离所需能垒高于Mo原子掺杂表面;O原子在Mo-U表面扩散所需的能垒较低,能够在铀钼合金表面迅速吸附、解离、扩散,进而在表面形成氧化膜;H原子和O原子向体相内扩散首先均需要跨越能垒,进而与体相原子形成化学键,最后稳定吸附于体相中.本文利用理论模拟方法,较为全面地分析了铀钼合金氢蚀和氧化初始阶段的相关机理,完备了小分子在铀钼合金表面吸附的研究.研究结果为从理论上探究铀钼合金表面腐蚀机理奠定基础,为探究铀钼合金腐蚀老化、预估极端环境和特殊环境下铀钼合金的材料性能提供理论支持,并为进一步指导铀合金的抗腐蚀研究提供参考和帮助.

In掺杂GaAs材料体系电子结构第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理计算得到了本征GaAs和In掺杂GaAs的能带结构和电子态密度。通过对比分析体心掺杂和面心掺杂两种掺杂方式的InGaAs电子结构,得到了不同掺杂方式对InGaAs材料性质的影响规律。研究结果表明,两种In掺杂材料体系的能带结构差异不大,与本征GaAs相比,二者的禁带宽度减少了约40%;掺杂的In原子作为受主杂质在导带中引入了新的杂质能级,使导带底降低;与本征GaAs相比,面心掺杂InGaAs电子分布的能量范围变化不大,但电子分布更均匀,而体心掺杂InGaAs的电子态密度中出现了新的电子分布能量范围,使掺杂后的材料具有更宽的导带。

相空间重构中嵌入维和时间延迟的选择

提出了一种用于相空间重构的嵌入维和时间延迟自动算法,它利用混沌时间序列的去偏复自相关函数的零点来确定时间延迟,有效地降低了平均位移法跟踪平均位移量斜率变化的随意性所造成的计算误差,并借助于复自相关法和Γ test的迭代计算求得准最佳的嵌入维和时间延迟参数.该算法具有较充分的理论依据,其计算复杂度不大,对数据长度的依赖性不强.仿真实验结果表明,用该算法计算标准混沌时间序列关联维的相对误差由传统算法的4.4%降低到1.06%,有效地提高了计算相空间重构中不变量的精度.

镁铝金属粉对含硼富燃推进剂燃烧性能及硼氧化效率的影响

为了确定镁铝金属粉对含硼富燃推进剂燃烧性能和硼氧化效率的影响,用靶线法测定三种配方含硼富燃推进剂在0.5,1.0,1.5 MPa三种压力条件下的燃速,采集相应的燃烧残渣,用化学分析法测定了三氧化二硼(B2O3)和总硼(B)含量,计算出硼的氧化效率。实验结果表明,镁粉含量对推进剂燃烧性能有明显影响。推进剂中B的含量为30%,并固定其他组分,金属粉含量为6%,改变镁粉和铝粉比例,镁粉0%,3%,6%,相应铝粉为6%,3%,0%。当镁粉含量较高时,推进剂燃速较高,压力指数也较高;镁粉含量低时,燃烧残渣中B2O3含量较高,而镁粉含量高时,燃烧残渣中B2O3含量较低;且随着压力的增高,残渣中B2O3的含量降低;硼的氧化效率随镁含量的增高和压力升高而降低。镁粉可抑制硼的氧化反应,使硼氧化效率降低,提高推进剂燃速和压力指数。

基于Lyapunov指数的非线性模拟电路故障诊断方法

本文介绍一种基于计算最大Lyapunov指数的非线性模拟电路故障诊断方法,它应用混沌方法对一个变周期的多谐振荡器的输出信号进行处理,利用数据替代法生成电路故障数据,借助于小数据量法计算相应的最大Lyapunov指数,将这种混沌特性分析应用于强非线性模拟电路的故障诊断,并对混沌时间序列相空间重构中的延迟时间间隔和嵌入维数的选取方法进行了讨论;结合实例对该方法进行了计算验证。

含液多孔介质力学问题的边界元方法

提出了一种含液多孔介质力学问题的边界元求解方法。首先将问题分解为一系列含单孔流体夹杂的子问题,然后针对每个子问题建立了流体孔体积变化率与流体压力之间的函数关系,进一步采用边界元方法建立了以各流体孔压力为基本未知量的线性代数方程组,最后根据所求出的各流体孔的压力计算含液多孔介质内各点的位移、变形和应力。为了说明方法的有效性,本文以平面应变问题为例,计算了不同流体夹杂体积比下介质的等效弹性模量,并且将计算结果与有关文献结果进行了对比分析。

GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池辐照损伤效应及加固技术研究进展

文章首先重点介绍了国内外开展GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池的电子、质子及其他辐射粒子或射线辐照实验的研究进展,然后从辐照损伤效应的仿真模拟研究、抗辐射加固技术、损伤预估方法等方面综述了GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池辐照损伤效应及加固技术的研究进展,最后梳理了当前GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池辐照损伤效应研究中亟待解决的关键技术问题,为深入开展GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池辐照损伤效应实验方法标准制定、损伤机理分析、在轨寿命预估及抗辐射加固技术研究提供了理论指导和实验技术支持。

基于战斗损伤的备件消耗预测仿真建模方法研究

在综合分析战斗损伤对备件消耗影响因素的基础上,提出两类战损条件下预测备件消耗量的方法。针对新装备的战损情况定量数据少,毁伤规则不明确的特点,建立了利用模糊综合评判来预测战损备件消耗量的模型。最后,通过实例计算表明,这种基于毁伤概率的备件消耗预测模型能够真实地反映备件消耗实际情况,并且能够为备件的需求供应提供更大限度的保障。

一种基于带噪声的三角网格模型的光顺算法

为了去除三角网格模型中的噪声,提出了一种基于均值漂移的特征保持的网格光顺算法。该方法在对模型中的三角形的法向量进行滤波的基础上鲁棒地计算了顶点的法向量,利用均值漂移方法自适应地聚类出顶点的邻域。结合顶点间几何特征的相似性,将改进后的双边滤波算子应用于顶点的位置更新,从而完成模型的光顺。实验结果证明了网格光顺算法的有效性。利用这种网格算法,可以达到光顺带噪声的三角网格模型的目的,并在光顺的同时,有效地保持了模型中原有的特征。

一种工程图检索方法在匹配优化问题中的应用

以二维工程图检索系统的设计与开发为背景,提出一种基于非精确图匹配的二维工程图检索方法.该方法首先将二维工程图转化为一种基于图元的属性化邻接图;然后计算目标模型与被检索模型的属性化邻接图之间顶点相容程度矩阵与边相容程度矩阵,并由此建立顶点匹配矩阵M的目标优化函数;最后运用Sinkhorn行列交替规范化方法求解匹配优化问题.在匹配过程中,充分利用属性邻接图的顶点与边属性信息动态裁剪搜索空间,实现快速匹配.实验结果表明,该方法能够检索到不同相似程度的二维工程图,并且检索效率也能满足实际要求.

CMOS图像传感器辐照损伤效应仿真模拟研究进展

CMOS图像传感器(CIS)工作在空间辐射或核辐射环境中遭受的辐照损伤问题备受关注。对CIS辐照损伤效应进行仿真模拟研究有助于深入揭示辐照损伤机理,进而开展抗辐射加固设计,有效提升CIS抗辐照能力。文章通过梳理国内外开展CIS辐照损伤效应仿真模拟研究方面的进展情况,结合课题组已开展的电子元器件辐照效应仿真模拟和实验研究基础,从CIS器件建模、时序驱动电路建模、辐照损伤效应建模、仿真模拟结果校验等方面探讨了CIS辐照损伤效应的仿真模拟方法,分析总结了当前CIS辐照效应仿真模拟研究中亟待解决的关键技术问题。

动态同质网络上的SIR谣言传播模型

针对谣言传播过程中出现感染节点移出系统的问题,改进经典SIR谣言传播模型的归一化条件,提出一种动态同质网络上的SIR谣言传播模型。首先根据谣言的传播规则,采用平均场理论建立同质网络上的谣言传播动力学方程组;然后理论分析了谣言传播过程的稳定状态和感染峰值;最后通过数值仿真研究感染率、免疫率、真实免疫系数及网络平均度对谣言传播过程的影响。研究结果表明,与经典SIR谣言传播模型相比,感染节点移出网络降低了谣言传播的稳态值,感染峰值出现小幅度增大。研究还发现感染概率增大、免疫概率减小,均会使谣言感染峰值增大;真实免疫系数增大,免疫节点稳态值增大。此外,网络平均度对谣言传播稳态没有影响,平均度越大感染峰值到达时间越早。研究结果将SIR传播模型的应用范围由封闭系统拓展到非封闭系统,为制定谣言预防措施提供指导理论和数值支撑。

节点影响力下无标度网络谣言传播研究

针对社交网络中节点对谣言态度的选择受邻居节点影响力的共同作用,考虑不同节点影响力的差异性,提出一种新的S2IR传播模型,研究谣言在聚类系数可变的无标度网络上的传播特性.该模型中节点间传播率的非一致性受节点影响力的权重影响,运用平均场理论,建立谣言传播动力学方程组,并利用聚类系数可变的无标度网络对谣言在该模型上的传播特性进行仿真实验.仿真发现,与经典SIR模型相比,考虑节点影响力的S2IR模型中谣言具有更快的传播速度和更小的传播范围,谣言重要程度以及节点辨识能力对谣言传播范围的影响幅度存在阈值.研究还发现,谣言传播范围随着网络聚类系数的增大而减小.

考虑节点亲密度的社交网络谣言传播研究

考虑到真实社交网络中节点间亲密程度对谣言传播的影响,提出一种新的SI2R传播模型,建立谣言传播动力学方程组,研究谣言在无标度网络上的传播特性。该模型中不同节点间谣言传播率的非一致性同时取决于节点度与节点间亲密度,理论分析得到了无标度网络上谣言传播阈值表达式。随后,在BA(Barabási-Albert)无标度网络中就节点亲密度对谣言传播过程的影响进行了仿真实验,并利用Twitter和Live Journal两种真实网络数据集对仿真结果进行验证。研究表明,无标度网络中节点间平均亲密度随网络聚类系数的增大而减小,随着网络中节点间平均亲密度增大,谣言传播最终范围变大。研究还发现,节点间亲密度的存在使无标度网络中存在传播阈值,传播阈值随着节点间平均亲密度增大而减小。

社交网络中考虑节点度的演化博弈

在谣言传播过程中,针对度不同的节点具有的辨识能力不同,结合节点度定义一种新的博弈收益,借助博弈论建立一种动态复杂网络演化模型。该模型考虑到谣言传播往往与节点利益相关这一特点,通过引入辨识能力描述不同节点的非一致传播率,研究谣言在该模型上的传播动力学行为,并提出两种谣言抑制策略。随后,利用两种典型网络模型进行仿真实验,并在Facebook真实网络数据中对仿真结果进行验证。研究表明,谣言模糊程度对BA(Barabási-Albert)无标度网络和Facebook网络中谣言传播速率及达到稳定状态所需时间影响较小,随着谣言模糊程度增大,谣言在网络中传播范围变大,相对于WS(Watts-Strogtz)小世界网络,谣言更容易在BA无标度网络和Facebook网络中传播;研究还发现,免疫收益增加值相同时,与BA无标度网络和Facebook网络相比,WS小世界网络中免疫节点的增长幅度更大;此外,通过节点危害程度进行抑制比通过博弈收益进行抑制具有更好的谣言抑制效果。

苯基马来酰亚胺系列单体的合成、结构与性能

本文以马来酸酐、苯胺为原料 ,三乙胺为脱水催化剂合成了 7种含苯取代基的马来酰亚胺单体 ( Ph MI) ,采用元素分析 EA、核磁共振 NMR、傅立叶红外 FT-IR等仪器对产物及中间产物的结构进行表征 ,并对单体熔、溶性能和聚合反应性进行考察。结果表明 ,合成产物与预期产品结构一致 ;7种单体中 ,(邻或间 -甲 )苯基马来酰亚胺的熔、溶性能最好 ;除邻 -甲苯基马来酰亚胺较难聚合外 ,其余单体具有良好的聚合性能。

某军用三坐标激光非接触测量系统的安全性及精度控制方法研究

安全性和精度控制是三坐标激光非接触测量技术在武器系统测量领域中应用所必须解决的问题。本文在简要介绍某军用三坐标激光非接触测量系统的基础上,详细介绍了该系统在安全性和精度控制方面所采取的措施,并对系统误差和异常数据处理方法进行了讨论。最后,通过测量应用实例对上述理论分析进行验证,结果显示,该系统单点测量精度优于7μm,球面度测量精度优于22μm,测量系统的安全性和精度符合该武器系统使用要求。